Скульптуры земной поверхности

ЖИЗНЬ ГОР

Из всех форм рельефа Земли самые сильные эмоции вызывают в нас горы. Панорама высоких гор всегда волновала воображение художников и поэтов. (В то, что называют альпинизмом, также входит пожалуй, наравне со спортивным и эстетический элемент.) Обращаясь в этой связи к истории русской художественной культуры, достаточно вспомнить А. Пушкина и М. Лермонтова, воодушевленных горными пейзажами Кавказа, и нашего современника Н. Рериха, создавшего неповторимый живописный цикл «Гималаи». Все это, конечно, потому, что горы не только самые «трудные» для человека, но и самые красивые и величественные формы рельефа. Вместе с тем и наиболее загадочные.

Происхождение гор, их размещение на материках, в отдельных странах, их объединение в хребты, цепи и целые нагорья и, напротив, разделение и раздвигание — одна из старейших и труднейших проблем науки вообще, геоморфологии в частности. Создание на этот счет общих представлений остается до сих пор в ведении тектоники — учения о движениях и строении земной коры. И это вполне естественно. В очертания, контуры гор с их резкими изломами и контрастами как бы само собой входит воплощение движения, а внутреннее строение самих горных тел, обычно очень сложное, указывает на испытанные ими разнообразные деформации. В самой же тектонике по мере накопления научных фактов строятся геологомеханические схемы процессов и физические модели Земли, которые могут или стараются объяснить современный лик планеты.

Идея о геосферах как шаровых поясах, облекающих земное ядро, заключала в себе признание как наиболее совершенной концентрически-слоистой симметричной модели Земли. Вместе с теорией геосинклиналей — подвижных поясов Земли, где происходит сосредоточение особо напряженных эндогенных процессов и где, в частности, возникают высокие горы, эта идея была той основой, на которой развивалась в XX веке геоморфология. Еще раньше наука об измерении земной поверхности — геодезия — пришла к идее об изостазии, т. е. о плавании сравнительно легкой земной коры на более тяжелом подстилающем ее субстрате, и к признанию, таким образом, огромной роли архимедовых сил (об этом говорилось выше), что указало на новые возможности в решении проблемы горообразования. На помощь этим идеям пришли различные методы геофизики, особенно гравиметрии, и в последние годы — сейсмология. Тем не менее истинные причины горообразования, т. е. абсолютного поднятия каких-то участков земной коры, по мнению ученых, еще далеки от окончательного решения. Не так давно вышла в свет книга Ю. А. Резанова, посвященная именно этим вопросам, и нам нет необходимости подробно останавливаться на них. Отметим только самое важное.

Давно между тектонистами длится спор о том, каково основное направление сил, создающих то пологие выпуклости, то резкие выступы земной коры, преобразуемые экзогенными процессами в нагорья или системы горных цепей. Старая теория контракции, т. е. сжатия Земли под влиянием прогрессирующего ее охлаждения и сокращения объема, объявляла образование гор неизбежным при этом сокращении земной поверхности — ее сморщиванием. Отсюда следовало преобладающее горизонтальное направление сжимающих сил, что соответствовало почти повсеместно наблюдаемой в горах картине нарушенного залегания слоев осадочных пород — смятости их в складки, — прямые, косые, лежачие и даже, как, например, в Альпах и многих других горных странах, перевернутые. и даже после того, как гипотеза контракции была отвергнута наукой, представление о горообразовании как образовании крупных и очень крупных складок земной коры сохранялось. Это представление в различных вариантах и по сей день разделяется многими учеными. В наши дни как уже говорилось, стала очень популярна гипотеза горизонтальных перемещений как малых, так и огромных, размером в целый континент, пластин или плит земной коры с вовлечением в такие движения и более глубоких подкоровых слоев. Такое течение геологической мысли восходит к идеям А. Вегенера, заметившего удивительный параллелизм западных и восточных берегов Атлантического океана, объясняемый, казалось, только расколом и раздвижением когда-то единого материка. Идеи Вегенера, развитые и подкрепленные научными фактами как им самим, так и его последователями, стали основой гипотезы континентального дрейфа материков, или теорией мобилизма (т. е. подвижности материков), в противоположность более старым представлениям о неподвижности материков, неподвижности, во всяком случае, их внутренних ядер и о том, что среди движений земной коры господствуют вертикальные. Сейчас такое направление в науке носит название фиксизма (материков).

Таким образом, поскольку в среде геологов-тектонистов нет единомыслия, образование горного рельефа, главным же образом его основы — поднятий земной коры, мыслится неодинаково. С точки зрения мобилизма, подъемные, т. е. вверх направленные, силы возникают при столкновении обширных материковых плит: края их сжимаются, а находящиеся между ними толщи осадков выпираются, выжимаясь, вверх. Так объясняется, например, образование Уральских гор, возникших когда-то (около 300 млн. лет назад) при сближении Восточно-Европейской платформы, т. е. древней жесткой массы, и Западно-Сибирской, также жесткой плиты. Другой пример — Гималаи и Памир, возникшие при сближении Индостанской и Северо-Азиатской литосферных плит, или платформ. Как видим, в подобных построениях подъемная сила, обеспечивающая горообразовательный процесс, является производной, зависимой от горизонтального сжатия.

С позиций фиксизма в основе физической сущности вертикальных движений, помимо изостазии (всплывания относительно легких масс), лежит также глубинная дифференциация земного вещества по его плотности и температуре, хотя сдавливание с боков отдельных блоков коры и их выпирание при этом не исключаются, и вертикальные движения в виде поднятий находят себе место, наряду с опусканиями, являясь порождением вертикальных же сил.

Вероятно, правильнее всего признавать действие в земной коре и горизонтальных и вертикальных сил с соответствующими им деформациями как нижележащих масс земной коры, так и ее поверхности с более или менее сложным и непрерывно развивающимся рельефом. В конце концов, ведь существует некоторый постоянный «фон» движений, порождающих геологические и геоморфологические явления: суточное вращение Земли вокруг своей оси, порождающее как центробежные, так и центростремительные силы, с изменением угловых скоростей вращения от максимальных на экваторе до минимальных или равных нулю на полюсах. Постоянно существует в однообразно действует сила тяжести, значения которой, однако, тоже зависят от широты места и внутреннего состава планеты. Дифференциация вещества Земли — процесс несомненный и непрерывный. Тепломассоперенос внутри планеты также постоянен, но, как показывает история вулканизма, например во всем фанерозое, и очень (в разрезе геологического времени) неравномерен, что дает возможность геологам говорить о смене в истории Земли различных эндогенных и прежде всего тепловых режимов. Таким образом, источников энергии и механической работы в земной коре более чем достаточно и науке предстоит-оценить их значение при постоянном взаимодействии таких сил в приложении и к геологическим и к геоморфологическим процессам. Это взаимодействие будет иметь, конечно, разный характер и разные количественные параметры, если принимать гипотезу постепенно расширяющейся (например, вследствие растущего разогрева недр) или сжимающейся Земли. Данные о изменении длины земного радиуса, которые могли бы решить этот вопрос, во-первых, неточны, а во-вторых, относятся к отрезкам, времени, ничтожным по длительности наблюдений. Их нельзя распространять ни на прошлое, ни на будущее.

Единственный до конца понятный механизм образования гор демонстрируют вулканы, извержения которых происходят прямо на наших глазах. Уже упоминалось, что в 50-е годы в Мексике образовался за несколько месяцев вулкан Парикутин, образовался прямо на кукурузном поле фермера. Совсем недавно образовался новый вулкан Сюрсей у берегов Исландии. История знает явления и противоположные созиданию вулканических гор — их разрушение теми же вулканическими силами. В предыдущей главе уже говорилось, что грандиозные вулканические взрывы, связанные с мгновенным массовым проникновением вулканических газов до земной поверхности, могут не только разрушить вулканическую постройку целиком или частично, но создать на ее месте отрицательную форму рельефа — обширный взрывной кратер, пли кальдеру. В образовании последних некоторые геологи видят результат оседаний земной поверхности над опустошенными подземными вулканическими камерами. Даже за последние два столетия люди оказывались не только свидетелями, но порой и жертвами подобных вулканических катастроф.

Если принять современные взгляды на образование собственно «тектонических» гор, в чем мобилизм и фиксизм видят, как мы уже говорили, разные пути, все же лучше всего объяснимые вертикальным подъемом вещества земной коры, возбуждаемым всплыванием в соответствии с архимедовыми силами разогретого вещества низов земной коры или верхов верхней мантии, и сравнить этот процесс с созданием вулканических гор, то при всей их разнице мы найдем и в том и другом большое сходство: в обоих случаях происходит подъем из недр разогретых масс. Но в «тектонических» горах это вещество внедряется в земную кору или только приподнимает ее, тогда как при извержении вулканов глубинный материал, поднимаясь, достигает самой земной поверхности, воздвигая вулканические горы буквально из самого себя.

Из сказанного следует, что, занимаясь проблемой образования гор, геоморфологии при всех вариантах причин тектонических движений земной коры, рассматриваемых геологией, необходимо считаться в первую очередь с вертикальными силами. Конечно, интересно и очень было бы важно знать, вызваны ли они, так сказать, трансформацией горизонтальных сил (сжатия) при сближении блоков или плит земной коры или же независимы от горизонтальных сил. Но так как эти вопросы подлежат компетенции тектоники и решаются не всегда убедительно, то в геоморфологии лучше всего говорить об обязательной вертикальной тектонической составляющей, всегда господствующей при горообразовании. Вместе с тем вертикальная составляющая может быть разной — направленной вверх и направленной вниз. Первый случай, дающий поднятие, находит вполне убедительное объяснение в разуплотнении какого-то объема верхней мантии, его всплывании под действием архимедовых сил к подошве земной коры и выгибании последней в виде обширных сводовых поднятий. Об этом уже говорилось, но стоит напомнить читателю еще раз. Зато происхождение опусканий земной коры, ведущих к созданию обширных понижений типа прибрежных и предгорных равнин, межгорных впадин, рифтовых долин (типа Байкальской, Рейнской, Восточно-Африканских, созданных, по-видимому, силами растяжения), во многом еще неясно. Предполагают, что все подобные крупные формы рельефа могут быть вызваны гравитационными силами, для чего необходимо допустить отток из-под них подстилающих масс. Возможно также допустить, что при общем, но резко неравномерном поднятии отдельных блоков или глыб земной коры, разделенных разломами, некоторые из них останутся неподвижными или отстанут в подъеме от соседних, поднимающихся быстрее, и тогда создастся впечатление об активном погружении той или иной площади. Для рифтовых долин некоторыми учеными принимается особый механизм растяжения и утонения земной коры с образованием ее пережима, или «шейки».

Остановимся еще на одном важном вопросе. Геологи и геоморфологи, встречаясь на каждом шагу с перепадами высот земной поверхности, далеко не всегда, а, напротив, весьма редко могут решить вопрос: чем же вызваны эти перепады? Заключено ли в видимых возвышенностях активное начало, их абсолютное поднятие над соседней долиной или равниной, либо мы имеем дело только с относительными превышениями, как и относительными понижениями, т. е. единственно с соотношением высот и низин? Не значит ли это, что такие понятия, да и сам язык, выражающий их, совершенно условны? Да, сомнения на этот счет обычно остаются, но неверно было бы думать, что подобная условность лишает геологию и геоморфологию ранга серьезных наук. И хотя аналогия здесь и далекая, но все же известная параллель есть в том, что, например, относительность времени доказана и давно принята на вооружение современной физикой. Да и в области геологии давно стало ясно, что не абсолютные, а относительные величины в чем-то сопоставимых явлений имеют наибольшую ценность.

Новейшие исследования привели к выводу, что первичной, исходной для других является океаническая земная кора, существенно отличающаяся от так называемой переходной и материковой как химическим и минералогическим составом, так, естественно, и физическими свойствами. Но если это так, то следует допустить, что и преобладающий на больших пространствах ложа Мирового океана равнинный рельеф в историко-генетическом отношении является исходным для нашей планеты[2]. Как мы видели на гипсометрической кривой, ложе океана играет роль плато, или плоскогорья, лишь для глубоководных желобов. В этих сравнительно узких, обычно дуговидных подводных впадинах, расположенных с внешней морской стороны островных гирлянд, подобных Курильско-Японской, глубины океана достигают максимальных значений. Так, Курило-Камчатская впадина достигает глубины 10 382 м, Филлипинская — 10 540 м, а глубочайшая в мире Марианская — 11 034 м, тогда как средняя отметка ложа Мирового океана — около 4000 м. Оказавшись на дне подобной пучины, наблюдатель видел бы перед собой склоны высочайших гор, притом огромной крутизны. Кстати сказать, швейцарский ученый О. Пикар еще в 1960 г. опустился в Марианскую впадину в батискафе.

Грандиозные океанические желоба интересны не только как формы рельефа и как выраженные на поверхности дна океана тектонические структуры. О них мы с уверенностью можем сказать, что они созданы абсолютными опусканиями.

Обратим теперь внимание на другие особенности ложа Мирового океана. Нетрудно заметить, что лежащие глубже 4000 м абиссальные равнины на океанической и промежуточного типа земной коре, вместе взятые, составляют, что называется, фоновый рельеф Земли в целом, так же как фоновый рельеф суши составляют континентальные равнины и низменности. Эти последние приподняты над абиссальными равнинами океана примерно на ту же высоту, что и высокие нагорья материков над великими материковыми равнинами. Такое сопоставление дает нам возможность предположить, что процесс создания гор на суше принципиально не отличался от создания материков на «фоне» океанов. Добавим к этому, что надстройки материков над океанической корой, вторичны и с геологической точки зрения. Отсюда горообразование как явление возвышения отдельных частей суши вместе с тем есть явление вторичное и производное от глубинных процессов — явление производное и вторичное по отношению к рельефу равнинному. Вывод о том, что плоский рельеф глубоководных океанических равнин: действительно первичен, а выпуклости материков и глубоководные желоба вторичны, приводит нас к заключению, что океаническое ложе надлежит рассматривать не как относительное опускание по сравнению с материками и не относительное поднятие по сравнению с глубоководными впадинами, а как некоторый устойчивый глобальный уровень, если и меняющийся, то в течение огромных промежутков времени. Да и трудно представить себе причины подобных изменений. Если мы и в этом случае сошлемся на изменение земного радиуса в сторону укорачивания или удлинения, то окажемся вновь перед пока неразрешимыми и вдобавок противоположными гипотезами.

С приведенными доводами следует согласиться лишь в том отношении, что океаническое ложе подвержено относительно очень слабым и медленным экзогенным изменениям своего подводного рельефа. Однако здесь следует сказать о том, что, во-первых, по существующей гипотезе «спрединга» (т. е. расширения ложа океана, идущего в горизонтальном направлении в обе стороны от срединноокеанических хребтов), должны происходить какие-то существенные внутренние, т. е. подповерхностные, деформации океанического ложа, а во-вторых, что само существование островных гирлянд и глубоководных желобов, и по гипотезе спрединга, и по всяким иным представлениям, свидетельствует о совершенно особом, неустойчивом геоморфологическом режиме краев океанических понижений.

Есть еще один весьма общий и далеко не всегда разрешимый вопрос геоморфологии гор. Это причины внутреннего, часто очень сложного расчленения гор в плане. Такое расчленение не имеет ничего общего со сложным рисунком изрезанности нагорий или целых горных стран речными долинами. Это расчленение, видимое нами на самых мелкомасштабных географических картах. Так, если, например, Урал на такой карте относительно монолитен, то Монголо-Сибирская горная система, лежащая на северной окраине Центральной Азии, имеет очень сложный рисунок, так как состоит из отдельных хребтов, нагорий, плоскогорий и разделяющих их впадин, хотя и сохраняет при этом некоторое единство и вполне ясную связь своих отдельных частей. Поэтому возникает вполне законный вопрос: созданы ли эти отдельные нагорья, хребты и т. д. каждое своим особым механизмом, пространственно обособленным внутри земной коры от соседних, либо же мы имеем дело с одним общим механизмом для всей горной системы, но на ее площади в поверхностных условиях он проявляется в одних местах очень резко, воздвигая горы, а в других вовсе не сказывается или даже выражается в опусканиях? Ответить на такой вопрос крайне трудно — слишком мало мы знаем и о самом механизме и объеме и плановом местоположении тех частей недр, в которых сказывается его влияние.

Возьмем для примера Тибет. Здесь мы видим и общее поднятие всей горной страны на очень большую высоту, и отдельные горные хребты, как бы насаженные в ее пределах на некоторую общую поверхность. Напрашиваются два объяснения такого явления: либо само поле тектонических сил, создавших Тибет в целом, было неоднородно и на его общем фоне «работали» какие-то максимумы сил, создавших над собой отдельные горные хребты, либо же при сравнительной однородности действующего снизу силового поля сам материал земной коры реагировал по-разному, обнаруживая тем самым в самом себе зоны прочности и слабости, устойчивости и подвижности. Геология уже давно приняла на вооружение вторую точку зрения. И вот на каком основании: из прямых наблюдений известно, что земная кора испытывала в прошлом, как, вероятно, испытывает и сейчас, два типа деформаций — пластические, приводящие к образованию складок, и хрупкие, создающие разломы разного типа и размера. Те и другие имеют различные масштабы — от самых мелких (мелкая плойчатость, небольшие трещины) до грандиозных, измеряемых сотнями и даже тысячами километров. Историческая геология точно выяснила, что те и другие деформации имели место еще в глубочайшей древности, в архее, затем неоднократно возобновлялись, особенно в периоды, когда вся земная кора подвергалась существенным перестройкам. Поэтому на всем земном шаре в доступных нам частях земной коры мы находим и складки и разломы. Последние часто имеют очень глубокое заложение и очень долговечны, переживая целые геологические периоды и, естественно, создавая при этом сравнительно узкие и протяженные зоны ослабленности и облегченной проницаемости земной коры снизу. Именно такую картину мы и видим в горах, и в очень многих случаях удается даже установить, что отдельные горные хребты, цепи и плоскогорья отделены друг от друга подобными разломами.

Исходя из этих непреложных фактов, логично сделать вывод о том, что даже при действии в процессе горообразования единого и однородного поля тектонических сил (а в иных случаях и простых архимедовых сил «всплывания»), направленных снизу вверх, отдельные блоки или глыбы земной коры, ограниченные разломами, будут вести себя по-разному: менее связанные с соседними блоками будут подниматься выше, другие — отставать, третьи останутся как бы на месте и поднимутся только со всей страной, а поскольку над высоко поднявшимися блоками может создаться дефицит масс, то туда устремятся вещества из-под соседних блоков, которые испытают даже гравитационное погружение. Таким путем могут образоваться внутригорные и межгорные впадины. Наконец, имея в природе дело и с линейно построенными горными сооружениями, такими, например, как Урал, Анды, и с обширными плоскогорьями (тот же Тибет, Мексиканское плато и др.), мы поневоле должны заключить, что не одни структурно-вещественные особенности или, как принято говорить в геофизике, не одни внутренние неоднородности земной коры определяют положение, высоту и формы горных поднятий, но также, вероятно, и «неоднородности» самого потока мантийного материала с повышенной температурой и пониженной вязкостью. Поэтому возможно, что горячий мантийный поток при наличии очень протяженных глубинных разломов легче создает узкие линейные горные системы, подобные Уралу, а при наличии густой сетки разломов и облегченной таким образом площадной проницаемости земной коры более вероятно создание высоких плоскогорий и горных систем сложного рисунка.

Итак, мы видим, насколько трудной и до сих пор еще слабо изученной является проблема горообразования — одна из основных в науках о Земле. Но все, что говорилось выше, относилось в общем к глубинным силам, приводящим к поднятиям земной поверхности той или иной высоты, формы и размещения в плане. Остается еще много нерешенных геоморфологических вопросов, непосредственно связанных и даже более того — определяющих режим самого развития горного рельефа.

Уже давно предпринимались попытки как-то разобраться и во внутренних и во внешних особенностях гор, выделить какие-то их типы, повторяющиеся в разных местах, даже на разных материках, и, таким образом, выработать классификацию гор по тем или иным признакам. По происхождению издавна выделялись горы тектонические, вулканические и эрозионные. О первых двух типах мы уже говорили выше. Что касается гор эрозионных, то они, собственно говоря, относятся к подтипу тектонических. Это горы щитов, где непосредственно на земную поверхность выведены древнейшие породы Земли, они нигде не достигают большой, высоты (горы Балтийского, Канадского и других щитов). Сюда же относятся горы платформ, например Сибирской, занимающей пространство Средне-Сибирского плато. Главная особенность платформ та, что в них на древнем срезанном фундаменте покоится сплошной или почти сплошной чехол осадочных и вулканических пород, не подвергшихся метаморфизму и сильным повсеместным деформациям. Мы видим щиты и платформы в настоящее время приподнятыми на некоторую высоту над уровнем моря, и потому их поверхность расчленена долинами рек на ту или иную, иногда значительную глубину. Наблюдателю, стоящему на дне подобной долины, кажется, что его окружают склоны высоких гор, тогда как сами водоразделы имеют вид почти равнинной поверхности. Приподнятость таких стран над уровнем моря — следствие очень медленных однообразных поднятий, т. е. своеобразных тектонических движений. Впрочем, внутри платформ могут быть отдельные местные поднятия на сравнительно большую высоту либо же большие мощности вулканических пород, слабо поддающиеся размыву (таковы пластовые залежи и покровы сибирских траппов), выделяют их в рельефе довольно резко, как горы. Пример — горы плато Путорана на северо-западе Сибирской платформы.

Существует схема разделения гор по средней или предельной высоте над уровнем моря или — для подводных гор — над уровнем ложа океана. В первом случае выделяются, например, высотные ступени гор низких — до 1000 м, средних — от 1000 до 3000 м, высоких — более 3000 м. Такое разделение, конечно, условно, но надо иметь в виду, что с увеличением высоты гор (и прежде всего относительной высоты над прилежащими низинами) заметно меняется их наружный вид, так как на разных высотах действуют разные «наборы» разрушительных экзогенных сил. В зависимости от климатических условий, современных или только недавно изменившихся, на определенных высотах вступает в действие такой мощный фактор, как горные ледники. В процессе своего развития и движения обычно по уже готовым, ранее созданным речным долинам ледники создают совершенно специфические формы, как правило усиливая резкость очертаний горных вершин. Они так и называются «горно-ледниковые формы» и создают особенно изрезанный, контрастный, «энергичный» рельеф, названный альпийским. И вот получается, что, например, в Тянь-Шане в нашей Средней Азии альпийский рельеф начинается с высот 4500 м и выше, а на южной окраине Восточного Саяна, в Тункинских белках и на Баргузинском хребте в Прибайкалье — на высоте всего 2700–2900 м. Это обусловлено различными климатическими условиями, геологическим прошлым, разной быстротой поднятия и пр. Кроме того, сама снеговая линия в Тянь-Шане опоясывает его в наше время, что называется, по грудь, а на юге Восточной Сибири она «висит» сейчас буквально в воздухе на высоте около 3300 м. Из этих примеров следует, что абсолютная высота гор над уровнем моря, как, кстати, и над уровнем ложа океана для подводных гор, сама по себе не определяет форм и прямо-таки волшебного разнообразия горного рельефа. Многие плато с плоской верхней поверхностью находятся выше, чем, например, очень глубоко и тесно расчлененные горы, например на Шпицбергене или в тех же Тункинских белках.

Итак, обилие показателей (способ и причины воздымания земной коры, план, густота, а также и глубина расчленения, ширина долин, узость или ширина и форма водоразделов, наличие или отсутствие форм альпийских, древних или современных, преобладающая форма склонов и многое другое) до сих пор не позволило выработать достаточно объективную научную классификацию гор. Но в отдельных и далеко не редких случаях оказывается, что некоторые ведущие признаки можно связать вместе и приблизиться тем самым к возможности такой классификации. Для такой цели автор предлагает мысленно совершить непродолжительную экскурсию в горы Южной Сибири и Северной Монголии.

Трудами В. А. Обручева, результатами его наблюдений в Сибири и Центральной Азии в конце XIX — начале XX в. было показано, что в строении этих стран преобладают очень и сравнительно древние толщи горных пород, а во внутренней структуре здешних гор господствуют разломы. Геологическая молодость таких гор не вызывала сомнений у самого В. А. Обручева, и это обстоятельство, сопоставленное с древним возрастом горных пород, в своем большинстве собранных в складки, метаморфизованных и расколотых на гигантские глыбы, привело ученого к мысли, что горы Сибири и Монголии с их глыбовым строением возникли на месте когда-то здесь бывших и впоследствии размытых и срезанных денудацией геосинклинальных гор. Поэтому горы Сибири и северной окраины Центральной Азии были названы В. А. Обручевым «возрожденными горами». Впоследствии один из учеников В. А. Обручева, томский геолог М. А. Усов, предложил термин «сибиретипная тектоника», учитывая господство в строении этих областей разломов земной коры, причем преимущественно крутых и вертикальных, а недавно к здешним горам признак «сибиретипности» был приложен уже и по геоморфологическим данным. Сибиретипные горы образовались в геологически новейшее время — в течение последних нескольких миллионов лет. И вот что выяснилось совсем недавно. Поднятие земной коры, обусловившее создание Монголо-Сибирской горной системы, несмотря на ее сложный плановый рисунок, не только имело общую причину, но эта причина действовала в некотором общем, едином объеме под земной корой. Такой общей причиной явилась гигантская каплевидная область разуплотнения вещества верхней мантии под здешней земной корой. Обнаружено это явление было сравнительно просто — по некоторому систематическому запаздыванию сейсмических волн, приходящих от очагов удаленных землетрясений, при их прохождении под Монголо-Сибирской горной системой. Запаздывание волн против нормальных значений, т. е снижение их скоростей, может быть объяснено только разуплотнением материала, сквозь который проходят волны само же разуплотнение, скорее всего, обусловлено понижением его вязкости и повышением температуры. На этом основании, развивая взгляды Г. Н. Бугаевского и применяя графические построения, иркутский сейсмолог В. А. Рогожина выявила, конечно в самых общих чертах, объем и форму разуплотнения мантии под земной корой этих областей. Поскольку же в настоящее время перед нами не единый общий выгиб земной коры, приподнявший здесь земную кору, а сложное в плане и профилях горное сооружение, то мы приходим к выводу о том, что либо сама разуплотненная мантия здесь была и остается неоднородной, образуя аномальные пики и спады, либо (или вместе с тем) структурные неоднородности самой земной коры сказались на размещении И; плановой форме отдельных здешних нагорий и горных систем, а также на контурах и глубине межгорных впадин.

Изложенный механизм горообразования, видимо, очень общ и широко распространен. Зачем же тогда выделять здешние горы в особый сибиретипный класс? А затем, что эти горы при общей, как мы только что видели, причине своего воздымания имеют и свои морфологические особенности, на которые обратили внимание еще первые исследователи Прибайкалья И. Д. Черский и П. А. Кропоткин. Главный их признак — массивность, плоскогорный, или платообразный, характер их гребней и, напротив, резкость и крутизна склонов, ниспадающих к местным долинам или впадинам. В ландшафте подобных гор чувствуется как бы некоторая зрительная «тяжеловесность». Пилообразные, зазубренные гребни у них иногда встречаются, но в совершенно особых условиях, о которых речь впереди. Высоты этих гор над уровнем моря невелики и редко превосходят 4000 м (высшая точка — гора Белуха на Алтае — 4506 м).

Плоскогорность сибиретипных гор находит себе несколько объяснений. Во-первых, многие из них образовались путем подъема (силами, о которых уже говорилось) выровненных, полуравнинных стран, рельеф которых был «сработан» в течение чуть ли не всей кайнозойской эры (с начала палеогена — 70 млн. лет назад до середины плиоцена — 5 млн.). С самого начала подъема исходные равнины стали расчленяться речными долинами. Подъем их был неравномерным, сводообразным. Наиболее высоко поднятые поверхности испытали, а местами сохраняют до сих пор горное оледенение, которое тоже было не непрерывным и неравномерным. Так вот остатки исходной поверхности, а вернее, ее прообраза измененного за такой огромный промежуток времени экзогенными процессами, мы видим теперь в виде плоских водораздельных поверхностей. Во-вторых, плосковершинный характер сибиретипным горам придают иногда встречающиеся на них остатки горизонтальных покровов базальтовых лав. В-третьих, разнообразные мерзлотные процессы, медленное, но происходящее даже при очень пологих уклонах течение талых обводненных в летнее время грунтов и подобные ему явления издавна вносили и вносят свою лепту в выравнивание высоких водораздельных поверхностей. Вместе с тем глыбовое или блоковое строение гор, наличие, а главное, продолжающееся действие молодых разломов, по которым преимущественно происходят отдельные, частные поднятия, как и соскальзывание по ним отдельных блоков под влиянием их собственного веса, — все это дополняет характеристику снбпретипных гор, создавая их подлинную «глыбовость» и массивность.

Теперь нам предстоит познакомиться с двумя особенно характерными модификациями, или подтипами, тех же сибиретипных гор. Точнее говоря, речь пойдет не только о специфической их «внешности», но и о самом механизме их роста. Первый из них назван «байкальским типом горообразования» и, как показывает само название, распространен и особенно ярко выражен в Прибайкалье, а также в Северном Забайкалье (бассейны рек Витима и Чары) и в Северо-Западной Монголии. Горы подобного типа можно называть и рифтовыми, поскольку в основе их создания, кроме общего подъема при подтоке под земную кору горячих мантийных масс, лежит так называемый рифтовый механизм. Как выяснилось в последнюю четверть века, он имеет всемирное распространение, но особенно в грандиозных размерах действует в срединных частях океанов. Уже указывалось, что на материках лучшими представителями рифтовых структур и создаваемых ими гор служат глубокие впадины Прибайкалья (впадина Байкала прежде всего), Рейна и Восточной Африки. Во всех случаях по осям рифтовых структур происходит разогрев снизу земной коры и ее растяжение, чему сам разогрев способствует, увеличивая пластичность глубинных масс. Растяжение ведет к утонению, по-видимому, в месте наибольшего разогрева земной коры. При этом пластическая на глубине деформация земной коры разрешается в приповерхностных ее частях хрупкими деформациями с образованием расколов. Последние развиваются чаще всего не по «живому телу» коры, а по возникшим с далеких времен разломам и расколам, зацементированным магматическим материалом, но вновь «оживленным». Комбинации растяжения и раскалывания как раз и создают сравнительно узкие длинные продольные относительно рифтовых хребтов впадины по их гребню — знаменитые рифтовые долины. Получается картина невысокого (на материках не выше 3000–3500 м, а в океанах — порядка 3000 м) вала, рассеченного по длине осевыми впадинами. Края впадин, образованные с одной или чаще с двух сторон разломами, отличаются наиболее сложным и контрастным рельефом. Над ними возвышаются так называемые «плечи» рифта. Такая картина не является воображаемой или только вероятной. Она научно обоснована как теоретически, так и с помощью прямых наблюдений и косвенных геофизических измерений. В рифтовых долинах или на их плечах мы находим молодые или все еще действующие вулканические постройки, высокий тепловой поток, значительные аномалии силы тяжести. Таков и наш Байкал — глубочайшая из материковых рифтовая впадина, окруженная рифтовыми горами, как бы вырезанными эрозией из массивных рифтовых плеч.

Есть в геоморфологии понятие «энергия рельефа», иными словами, его контрастность, большие перепады высот на малых расстояниях. Но есть также понятие об активных, т. е. быстро развивающихся, и пассивных, почти неразвивающихся формах рельефа. Ясно, что само развитие форм рельефа Земли идет путем изменений длины, ширины, крутизны, взаимных сочетаний, образующих всякую такую форму склонов, т. е. плоских или кривых наклонных поверхностей Земли. Вот такими активными формами и являются рифтовые впадины или долины. При растяжении и «расслаблении» земной коры в краях рифтов, естественно, образуются новые расколы, а если при этом имеет место отток подкоровых масс в сторону, то опускаются новые краевые блоки или пластины, впадины тем самым расширяются за счет обрамляющих их гор. Горы принуждены отступать, а на уровне днищ впадин развивается контрастный, энергичный рельеф. Конечно, процесс этот геологически длителен, занимая, однако, не десятки и сотни, а единицы или немногие десятки миллионов лет. Таков Байкал и в этом отношении. Понятно, что горные плечи рифтов, а они же — края рифтовых впадин — не могут оформляться вполне одинаково и симметрично. Так, все впадины Байкальского рифта (а их общая длина около 2000 км) имеют одинаково несимметричное строение: их северные и северо-западные края короче и круче противоположных. К этому явлению мы еще вернемся.

Развитие рельефа по «байкальскому типу»

А — А — плечи рифта, преобразуемые в рифтовые горы; Б — рифтовая «долина» (впадина)

1 — кайнозойские отложения; 2 — направление вертикального (или близкого к вертикальному) смещения блоков земной коры

Рассмотрим другой механизм образования сибиретипных гор, очень своеобразный и приводящий к созданию так называемых пьедестальных гор. Впервые их описали русские ученые Г. Н. Потанин и В. А. Обручев в Монголии, а подробно они изучались в самое последнее время. Пьедестальные горы имеют совершенно особую внешность. Их можно было бы называть «горами в юбках», так как они кажутся погруженными «по пояс» в конические подгорные равнины, охватывающие сами горы со всех сторон. Поднимаясь над гобийскими равнинами своими скалистыми, хотя и плосковерхими венцами — вершинными массивами — на большую высоту (в Монгольском и Гобийском Алтае, например, до 4000 м), они производят необычное впечатление контрастом перехода скалистых крутых вершин в плавные конические склоны своего основания. Такие нижние части гор, как бы их пьедесталы, имеют у монголов особое название «бэль». Сложены они с поверхности продуктами разрушения своих скалистых венцов, вынесенными во время сезонных дождей бурными временными потоками, преимущественно гравием, щебнем, дресвой, а не округлыми гальками, так как во время короткой и стремительной своей транспортировки не успевают окатываться. Наклонная коническая поверхность бэлей, этой своеобразной разновидности косых; подгорных равнин, более или менее постепенно переходит внизу в днище ближайшей впадины.

Раньше о пьедестальных горах говорили, что они словно утопают в продуктах своего собственного разрушения, полагая тем самым, что состоящая из двух столь непохожих частей форма пьедестальных гор — результат длительного экзогенного разрушения древних поднятий и накопления продуктов такого разрушения у их же подножий. Новые наблюдения показали, что пьедесталы сложены коренными породами, лишь прикрытыми на небольшую глубину продуктами выноса их вершинных ущелий, их так называемыми конусами выноса, сложно и многократно наложенными друг на друга. Тем самым выяснилось, что бэли пьедестальных гор — результат пологих, обычно линейно-вытянутых вздутий земной коры, похожих на валы или удлиненные своды, что это формы тектонические, притом очень свежие, вероятно не менее молодые и свежие, чем рифтовые горы, подобные байкальским, а их скалистые венцы — результат выпирания вверх «ядер» этих гор, происходившего при максимальном изгибе коры. Действительно, оказалось, что скалистые венцы пьедестальных гор в их основании отделены от общего тела гор разломами земной коры, причем преимущественно наклонными, трещины (поверхности смещения) которых наклонены вглубь под горные массивы. Лишенные в пустыне Гоби растительного покрова, мощно воздымающиеся над голыми песчаными или щебнистыми равнинами, эти горы по-своему очень красивы и величественны.

Было замечено, что пьедестальные горы не непрерывные цепи большой длины, а сравнительно короткие массивы, вытягивающиеся в одну или в несколько линий, Наблюдалось также, что перемычками между смежными, к одной цепочке относящимися пьедестальными массивами служат низкие перевальные седловины, как правило, с очень сложным рельефом: мелко- и теснорасчлененным, лишенным, как и сами горы, растительности и называемым за свою непригодность для хозяйственного освоения 98 английским словом «бедлэнд», т. е. дурная земля. В этих местах рельеф развивается прямо на породах, скрытых под щебнистым покровом на самих бэлях, показывая, что поднятие, возбудившее усиленный процесс эрозионного (за счет временных потоков) расчленения и образования бедлэндов, имело здесь меньшую высоту, чем в соседних горных массивах, но что оно принадлежит именно им, демонстрируя связь между ними, и, по всем данным, свидетельствует о будущем их соединении. Такие возвышенные, но еще не горные перемычки с бедлэндами предложено называть «интербергами», т. е., буквально, междугорьями.

Еще раньше на бэлях некоторых пьедестальных гор были замечены другие очень интересные явления. Это продольные невысокие холмистые гряды, более или менее длинные, выступающие на бэлях в известном удалении от их тыловых швов, т. е. от примыканий к коренным вершинным склонам. Они рассечены сухими, лишь временно действующими промоинами (монгольские «сайры») на отрезки, причем промоины, или сайры, составляют продолжение водотоков, выходящих из скалистых вершинных частей пьедестальных гор. Этот кажущийся на первый взгляд незначительным факт тем не менее нелегко объясним. Как в самом деле небольшие, да еще временные водотоки, спускающиеся со скалистых вершин, встретившись на своем пути на бэле с холмистой преградой, не пошли в обход нее или не создали хоть временных озер, но буквально режут эти гряды на части, не меняя своего направления? Получается (и это явление давно известно в геоморфологии), что водотоки древнее пересекаемой ими гряды, что по мере ее выпирания из цедр бэлей водотоки успевали соответственно углубить свои русла. Изучение самих гряд показало, что они состоят из материала, вынесенного из этих же гор, мало или совсем не отличающегося от того, что выносится и сейчас, продолжая формировать бэли. Такой вывод крайне важен, он прямо свидетельствует о росте гор, причем оказалось, что подобные гряды (в Монголии называют их «дзэргэлэ» — миражи, так как они издали действительно кажутся висящими в воздухе над поверхностью пьедесталов) местами сложены и коренными, даже древними породами, т. е. они выдвинуты из довольно глубоких недр пьедесталов, иногда довольно высоки (десятки метров и более) и длинны, но иногда очень низки.

Состоят они из едва наметившихся бугров, но покров новейших наносов над ними уже приподнят.

Такую картину можно видеть на южной окраине Тувинской АССР, против южного склона хребта Танну-Ола. Картина эта совершенно поразительна, так как демонстрирует самые первые моменты рождения новых, передовых горных гряд. Последние были названы «фор-бергами» (предгорьями), что, однако, неточно передает их положение, их связь только с особым типом ныне быстро растущих гор, наконец, их значение для понимания механизма горообразования. Исследователи дзэргэлэ, или форбергов, сравнивая их с интербергами, пришли к выводу, что они непосредственно показывают нам, как идет разрастание горного рельефа не только вверх (это «делают» интерберги, соединяющие друг с другом соседние массивы), но и вширь, в сторону подгорных низин, впадин, захватывая их территорию. Все это было подтверждено при изучении поверхностных деформаций, образовавшихся при Гоби-Алтайском землетрясении 4 декабря 1957 г. интенсивностью 11 баллов. При этом оказалось, что движение горных масс, целых горных массивов, во-первых, было общим как для самих гор, так и для перемычек между ними (интербергов) и, во-вторых, оно сочеталось с движением типа крутого надвигания и гор и форбергов на нижние части бэлей, т. е. в сторону подгорных низин. Все эти наблюдения показали, кроме того, что сильнейшие землетрясения сами принимают прямое участие в горообразовании и что, возможно, именно им, а не медленным, хотя и очень длительным, поднятиям принадлежит главная роль в этом процессе.

Деформация земной коры при горообразовании по «гобийскому типу»

Поперечные профили: 1 — первичный слабый изгиб; 2 — валообразное поднятие и начало формирования подгорной равнины (бэля); 3 — первая стадия «клина выпирания»; 4 — образование разрывов и форбергов

Вдумываясь во все сказанное, можно принять такую последовательность событий при горообразовании по гобийскому типу: 1) образование первых выпуклостей-бугров, сливающихся затем в гряды (пример — Танну-Ола); 2) образование первых высоких поднятий в видя крупных волн земной поверхности и зарождение бэлей; 3) выпирание из недр таких волнообразных поднятий скалистых вершинных массивов, рост интербергов между ними и форбергов перед ними (многочисленные примеры можно наблюдать в Гобийском Алтае); 4) слияние с помощью дальнейшего поднятия интербергов целых горных массивов в протяженные хребты или цепи, превращение в ходе того же поднятия как в целом, так и в частности, форбергов в окраинные хребты или цепи. Такую высшую стадию при гобийском механизме горообразования может, по-видимому, демонстрировать современный Монгольский Алтай.

Схема развития гор по «гобийскому типу»

1 — исходная, почти равнинная поверхность; 2 — начало тектонической деформации — пологое вздутие; 3 — обозначение в рельефе будущего горного массива; 4 — дальнейший рост горного массива и его расчленение долинами, втягивание в поднятие равнинных подножий и перемычек с другими массивами. Образование косых подгорных равнин; 3 — продолжающееся поднятие, рост продольных гряд — форбергов; 6 — образование зрелого горного массива, превращение форбергов в высокие окраинные гряды.

Зарисовка Г. Ф. Уфимцева

Итак, описаны два частных механизма образовании сибиретипных гор, причем для не только этого были привлечены геоморфологические, но и другие данные. Остается сказать, что представители гор того и другой типа в современную эпоху пространственно сближаются, Рифтовые горы проникают, точнее, как бы стремятся проникнуть, в область развития пьедестальных гор, последние же словно образуют барьеры перед ними, как это показало, в частности, катастрофическое 11-балльно землетрясение 1905 г. в Северной Монголии, как бы перерезавшее дорогу молодым рифтового типа разломам Прихубсугулья своими разломами другого типа и перпендикулярного им направления. Ареной современного взаимодействия двух механизмов горообразования служит по-видимому, северная часть Хангайского нагорья в Монголии.

Горы гобийского, как и байкальского, типа очень молоды и в геологическом масштабе времени являются ровесниками. Они продолжают свой рост и доныне. И все же, по-видимому, это только частные случаи или механизмы продолжающегося общего поднятия ядра величайшего материка Земли — Центральной Азии, происходящего, как думают многие ученые, под напором с юга жесткой массы Индостана на Северную Азию. В этом напоре отводится главное место горизонтальному сжатию со стороны Индостана в северном и северо-восточном и правлениях, вследствие чего и в зависимости от ориентировки различных древних структур земной коры, и особенно зон, ослабленных разломами, образуются и высокие «агрессивные» горы (пьедестальные и др.), и глубокие, 102 до также агрессивные впадины байкальского типа (Байкальская и др.).

Мы убедились в очень большой сложности процессов горообразования. При этом обращалось основное внимание на внутреннюю динамику земной коры. Ясно, что всякое заметное поднятие земной поверхности вызывает действие или перегруппировку действий различных внешних агентов, относящихся к нисходящему потоку массы — энергии. Эти вопросы мы тоже рассмотрели выше. Горный рельеф, как, впрочем, и всякий другой, рождается и развивается под влиянием богатейшего арсенала разнообразных геоморфологических процессов. От их соотношения во времени и пространстве зависело прошлое и будет зависеть будущее гор.

В заключение повторим, что основу основ горообразования нужно видеть в повышенном местном разогреве земной коры. По этому поводу приведем слова наших геофизиков В. А. Магницкого и Е. В. Артюшкова: «…высокие температуры земной коры в горных областях должны быть связаны с притоком большого количества тепла из мантии. Большинство гор образуется относительно быстро, за время около 10⁶–10⁷ лет. Время передачи тепла из атмосферы к коре с глубин порядка 100 км значительно больше: около 10’ лет. Быстрый перенос тепла к коре из мантии может быть осуществлен только в результате подъема с глубины больших масс легкого нагретого материала. Подходя к коре этот материал сначала приводит к ее изостатическому поднятию (см. первый раздел настоящей книги, — Н. Ф.), а затем передает коре большое количество тепла, в результате чего в первую очередь повышается температура и понижается вязкость нижнего слоя земной коры». В. А. Магницкий и Е. В. Артюшков указывают, что общей причиной такого процесса, т. е. начала образования гор, служит «дифференциация по плотности на границе ядра и мантии и всплывание в верхнюю мантию и вторичная дифференциация выделившегося на границе ядра и мантии легкого материала».

Таким образом, повышенный разогрев земной коры под горными областями — первопричина роста гор и вместе с тем следствие тех процессов, которые протекают у границы земного ядра, т. е. на глубинах до 2900 км от поверхности. Так образование гор отражает жизнь громадной толщи планеты Земля.